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为了完善鲟鱼的全人工繁殖，本文对人工养殖史氏鲟繁殖内分泌进行了一些基础研究，包括克隆了史氏鲟两种促性腺激素的β亚基cDNA全长，进行了序列同源性比较及基因进化分析，研究在不同组织中两种促性腺激素β亚基的mRNA表达，并验证了GTHⅠ在脑垂体的转录情况。选用原核表达载体pET-22b(+)，构建了两种GTHβ亚基的融合表达质粒，并进行了原核表达重组蛋白的初步研究。从鲟鱼脑垂体中纯化GTH，并建立了放射免疫测定方法。对人工养殖史氏鲟血清促性腺激素(GTH)、11-酮基睾酮(11-KT)和雌二醇(E2)含量的周年变化及与性腺发育的相关性进行比较分析。研究不同越冬温度对史氏鲟血清E2、11-KT、GTH的含量及性腺发育的影响。用离体灌流方法研究了LHRH-A、DA和MT对史氏鲟脑垂体碎片GTH分泌的影响。系统地研究了人工养殖史氏鲟和俄罗斯鲟性腺发育状况，并成功地进行了人工催产。对胚胎发育进行了一系列观察，为完善鲟鱼全人工繁殖技术提供理论基础和实践经验。具体研究结果如下：
从史氏鲟(Acipenserschrenckii)脑垂体中提取总RNA，利用GeneRacerTM技术，分别克隆得到促性腺激素Ⅰ(GTHⅠ)和Ⅱ(GTHⅡ)的β亚基cDNA全长。史氏鲟GTHⅠ-β亚基cDNA全长为1088bp，开放阅读框为384bp，编码128个氨基酸(Genbank序列登录号为：AY575920)；GTHⅡ-β亚基eDNA全长为616bp，开放阅读框为408bp，编码136个氨基酸(Genbank序列登录号为：AY575921)。与其他脊椎动物进行了两种基因的氨基酸序列同源性比较表明：史氏鲟GTHⅠ-β与西伯利亚鲟相似性最高，为99.1％；与硬骨鱼类中鲈形目相似性最低，为34.5％。GTHⅡ-β与西伯利亚鲟相似性为98.3％，与其他硬骨鱼类除鲈形目外都超过60％，与鸟类的相似性最低，为42.8％。两个基因成熟肽构建的MP树显示：GTHⅠ与FSH的β亚基和GTHⅡ与LH的β亚基构成两个明显的聚类。用Mega2软件计算了所比对物种间开放读码框的核苷酸遗传距离并构建了NJ树和MP树，两个基因β亚基的NJ系统树和MP系统树拓扑结构相似，鲟鱼与真骨鱼类分别聚类，共同形成硬骨鱼纲的聚类，与传统分类学一致。成熟肽相似性、遗传距离和系统树分支长度显示GTHⅠ-β亚基在真骨鱼类进化速率显著快于其他脊椎动物，而LH-β亚基在羊膜动物中进化比其他脊椎动物快。暗示这两种糖蛋白基因的进化伴随物种进化而显示其功能。
PCR结合Southernblot结果表明GTHⅠ和GTHⅡβ亚基mRNA有广泛的组织表达，在脑区的表达量普遍高于外周组织。GTHⅠβ在脊髓中没有检测到表达，在脑垂体表达量最高；外周组织中精巢表达量最高。GTHⅡβ在脑区都有表达，仍然是垂体表达量最高。性腺表达量较其他外周组织高。Northernblot显示GTHⅠ在脑垂体中有两个转录本，大小约为1167bp和855bp。
选用原核表达载体pET-22b(+)，分别插入史氏鲟GTHⅠ&Ⅱβ亚基成熟肽cDNA序列，构建成C端含有6个组氨酸(6-His)融合蛋白标签的表达质粒；分别转化大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)并诱导表达两个基因。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳显示重组融合蛋白分子量分别为：GtHⅠβ亚基大约14KD，GtHⅡβ亚基15KD左右。分别用抗组胺酸融合标签的单克隆抗体及兔抗鲟鱼GTH多克隆抗体对两个表达蛋白进行Western-Blot分析，结果显示目的蛋白分子量与预期的一致，说明重组蛋白有较高的免疫活性。两个重组蛋白都是在2小时就有明显的表达，6小时后随着时问增加表达量不再增加；25℃诱导重组蛋白产量比37℃诱导产量低；GTHⅠβ表达蛋白在上清和沉淀中都存在，可溶性蛋白比包涵体略少；大多数GTHⅡβ重组蛋白以包涵体形式存在。
用蛋白质快速液相层析(FPLC)分离鲟鱼脑垂体GTH，共获得GTH纯化蛋白4.6mg。反相高效液相色谱(rpHPLC)分离出两个亚基，质谱测定α亚基分子量：15603KD，两个β亚基分子量分别为14338KD和14694KD。制备了鲟鱼GTH的多克隆抗体，并用125Ⅰ标记抗原，建立放射免疫测定方法。测定了催产前后不同时间史氏鲟血清中GTH含量的变化，统计分析表明成功排卵的鱼比未排卵和阴性对照组在催产后12小时和16小时GTH分泌量升高显著。
通过测定3-4龄和5-6龄史氏鲟11-KT、E2和GTH的周年变化，分析了这几种性激素的分泌与人工养殖史氏鲟性腺发育状况的关系。3-4龄史氏鲟雄鱼血清11-KT的含量随季节变化差异显著，个体差异较大，最高值达到240ng/ml(8月)。在6月、8月、10月份含量高于其他月份。5-6龄史氏鲟雄鱼周年变化与3-4龄相似，说明在6-10月是精母细胞减数分裂和精子生成时期。
3-4龄史氏鲟雌鱼11-KT分泌高峰也是6-10月，含量在0.5ng/ml-10.5ng/ml之间。5-6龄雌鱼11-KT含量范围从0.1ng/ml到200ng/ml以上。在6-10月份显著高于3-4龄雌鱼。可见随着卵黄开始沉积，11-KT含量也迅速升高。建议对于人工养殖史氏鲟不晚于3+龄的鱼可以通过测定11-KT含量进行雌雄鉴别。
3-4龄史氏鲟E2含量周年个体差异不大。雌雄鱼都在三月份含量最高。5-6龄雌鱼从1月份开始到4月份E2含量个体差异明显，性腺发育Ⅱ期的雌鱼E2周年变化不明显。
3-4龄史氏鲟雌雄鱼GTH周年变化趋势相似，都是在12月和3月有两个峰值，其中3月份含量最高。5-6龄史氏鲟雌鱼GTH范围是：0.17ng/ml-29ng/ml；雄鱼为7.8ng/ml-22ng/ml。性腺发育为Ⅱ、Ⅳ期的雌鱼在3月份含量最高，Ⅲ期雌鱼在四月份含量最高。雄鱼在3月份GTH含量最高。E2与GTH的周年变化趋势一致，说明它们的分泌呈正相关，但与11-KT的分泌高峰时期互补。
通过测定不同越冬温度下11-KT、E2和GTH的变化了解越冬温度对养殖史氏鲟性腺发育的影响。高温越冬能够促进卵黄生成作用，性腺发育成熟的雌鱼比正常越冬的雌鱼卵细胞极化快，但也更容易发生卵泡闭锁现象。高温越冬能够促进雄鱼精子的发育，提前成熟，但如果不及时催产，性腺会很快进入退化状态。
脑垂体离体灌流实验证明低剂量LHRH-A随脉冲式刺激的引入出现GTH释放的波浪式增加，中、高剂量出现释放延后现象，表明高剂量LHRH-A对GTH的释放有“自身抑制作用”。对于性腺发育没有成熟的鲟鱼，LHRH-A在10nM到1000nM范围内对脑垂体的GTH释放没有剂量依存关系，也许在低于10nM的范围内存在剂量依存关系。研究证明DA抑制了LHRH-A诱导的脑垂体GTH的释放，再次证明在高等硬骨鱼类中存在的双重神经内分泌调节在古老的鲟鱼中也存在。持续引入200nM的MT刺激后从第二个小时可以看到实验组GTH的分泌量高于对照组，基础分泌百分数能到247％；5小时后引入的LHRH-A刺激，GTH基础分泌增加了大约3倍。说明MT对史氏鲟幼鱼的脑垂体释放GTH有正反馈作用。
对养殖的史氏鲟和俄罗斯鲟进行了性腺发育、人工繁殖和胚胎发育的研究。在繁殖季节通过外观和组织切片对池塘养殖7龄的俄罗斯鲟(Acipensergueldenstaedti)性腺发育进行分析，发现雌性个体间性腺发育差异较大(n=500)。有73％在卵巢中可以看到白色卵粒，卵径小于1.0mm；有16％左右性腺达到Ⅲ期，卵粒已经着色；有9％左右发育到Ⅳ期早期，卵径平均为2.6±0.2mm；还有2％性腺组织中的卵粒透明，组织学观察属于Ⅰ期卵巢。雄性俄罗斯鲟全部达到性成熟，有部分成熟好的可以挤出精液。GTH含量与雌、雄鱼性腺发育状况有相关性。成功催产了八龄和九龄的雌性俄罗斯鲟。人工养殖一龄史氏鲟性细胞已经分化，1+龄史氏鲟雌雄鱼性腺在外观已经出现差异；4龄雌鱼卵巢大部分仍处于Ⅱ期；6龄雌鱼可见卵巢发育不同步，有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期卵巢，成功催产了2尾6龄的雌鱼，在5月份检测到没有排出的成熟卵出现卵泡闭锁。从人工授精后对胚胎发育作连续的观察，拍摄了卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、心跳出现到孵化前一系列胚胎发育过程。